JP4133210B2

JP4133210B2 - 二輪車用タイヤ

Info

Publication number: JP4133210B2
Application number: JP2002307768A
Authority: JP
Inventors: 光之松田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: JP2004142533A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トレッド部にブロックパターンを有し、ネガティブ率が７０〜８５％であり、タイヤ車輪の状態で形成される空洞内部に弾性発泡体を充填してなる二輪車用タイヤ、特にオフロードでの弾性発泡体の耐久性および操縦安定性に優れたオンロードおよびオフロード兼用の二輪車用バイアスタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二輪車が、砂利、瓦礫、岩盤等のある不整地、いわゆるオフロードを走行する場合には、激しい路面変化によりタイヤが繰り返し局部変形して、パンクが発生する危険性が高い。また、モトクロスレースでは、前記理由に加えて、ジャンプ後の着地時にタイヤが局部変形し、チューブが圧縮されてパンクに至ることもある。
【０００３】
かかるオフロード走行時のパンクの防止策として、例えば特許文献１および２には、タイヤとリムとが囲むタイヤ内腔に弾性発泡体を充填したタイヤが記載されている。弾性発泡体は、長時間の高速走行によって、タイヤのトレッド部に区画形成したブロックへの路面からの打突が原因で過度に発熱して、破壊しやすい。このため、弾性発泡体を保護するようなタイヤ構造を採用することが耐久性の点で必要であるが、特許文献１および２には、かかるタイヤ構造の記載はない。
【０００４】
従来の二輪車用タイヤは、タイヤ構造として、例えば図４に示すように複数枚のアッププライ１０１とダウンプライ１０２で構成されるバイアスカーカス１０３を採用するのが一般的である。しかしながら、かかるタイヤ構造は、特にブロック１０４直下に打突入力が集中しやすく、かかる部分に位置する弾性発泡体１０５が局部的に加熱される結果、耐久性が劣る。
【０００５】
弾性発泡体１０５を保護するためのタイヤ構造としては、例えば図５に示すように、前記アップ−ダウンプライ構造を採用したバイアスカーカス１０３に加えて、このバイアスカーカス１０３のクラウン部１０６外周に、コードをタイヤ周方向に対し小さな角度（０°に近い角度）で配列した複数層のコードゴム被覆層１０７ａ、１０７ｂを、互いのコードがタイヤ赤道面ＣＬを挟んで交差するように積層した交差ブレーカ１０８を配設するのが有用である。すなわち、ブロック１０４が接地したときの弾性発泡体１０５への打突入力をタイヤ周方向に分散させて、弾性発泡体１０５の局部的発熱を抑制することができるからである。
【０００６】
しかしながら、交差ブレーカ１０８は、通常はトレッド部中央域を中心としてカーカス１０３のクラウン部領域に配設するに過ぎないため、交差ブレーカ１０８を配設したタイヤ部分と、交差ブレーカ１０８を配設しないタイヤ部分、より具体的には、交差ブレーカ１０８の端縁１０９とカーカスプライの折返し端１１０との間のタイヤ部分とで剛性段差が生じ、結果としてショルダー部の踏ん張りが利かず、十分な横方向グリップ力が得られないため、操縦安定性が劣る。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２８０４２６６号明細書
【特許文献２】
特開２００１−１８６１０号公報
【特許文献３】
特開２００２−６７６３５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、補強層の適正化を図ることにより、弾性発泡体の耐久性と、操縦安定性の双方に優れた二輪車用タイヤ、特にオンロードおよびオフロード兼用の二輪車用バイアスタイヤを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、ビードコアを埋設した一対のビード部、ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部および両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部とにわたってトロイド状に延びるカーカスを具え、トレッド部に複数個のブロックを区画形成し、ネガティブ率が７０〜８５％であり、タイヤ車輪の状態で形成される空洞内部に弾性発泡体を充填してなる二輪車用タイヤにおいて、カーカスは、タイヤ赤道面に対して３０〜５０°の角度で延びるコードをゴム被覆してなるプライであって、ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返される少なくとも１枚のアッププライ、およびアッププライの外面を覆う少なくとも１枚のダウンプライで構成され、カーカスを構成するアッププライのうち、折返し端がタイヤ径方向で最も外側に位置する最幅アッププライの折返し端縁とリム径ライン位置の間をタイヤ径方向に沿って測定した距離がタイヤ断面高さの３０〜７０％であり、カーカスのクラウン部に、プライコードよりも低伸度のコードをゴム被覆してなる第１補強層および第２補強層を設け、第１補強層は、カーカスの外周側に位置し、かつその両端縁位置を、それぞれ最幅アッププライの両折返し端位置と一致またはタイヤ断面高さの２０％以下のタイヤ径方向長さだけオーバーラップさせ、コードをタイヤ赤道面に対して３５°以下の角度で延在させ、第２補強層は、タイヤ赤道面を挟んで略対称に配置され、かつタイヤ幅方向に沿って測定した幅がトレッド幅の３５〜５５％であり、コードをタイヤ赤道面に対して２５°以下の角度で延在させることを特徴とする二輪車用タイヤである。
【００１０】
ここで、各寸法は、ＪＡＴＭＡまたはこれに順ずる規格に記載されている適用サイズにおける標準リムにタイヤを組み付け、そのタイヤ内に同規格に定める最高空気圧を適用した無負荷状態で測定するものとする。また、「リム径ライン位置」とは、リム径測定位置を意味する。そして、コードの伸度は、ＪＩＳＬ１０１７に従い、２５±２℃の室温条件下において測定した一定荷重伸び率を意味する。
【００１１】
また、弾性発泡体の見かけ比重が０．１〜０．２であり、かつ反発弾性が５０〜８０％であることが好ましい。なお、ここでいう「見かけ比重」とは、弾性発泡体の気泡も含めて測定した比重のことを言い、「反発弾性」とは、ＪＩＳＫ６２５５−１９９６に従って、トリプソ式反発弾性試験装置を用いて測定された数値（％）を言う。
【００１２】
さらに、第１補強層および第２補強層を構成するコードが芳香族ポリアミドまたはスチールからなることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、第２補強層が第１補強層のクラウン部外周側に位置することが好ましい。
【００１４】
加えて、第２補強層がカーカスのクラウン部内周側に位置することが好ましい。
【００１５】
加えてまた、カーカスを構成するコードがナイロンまたはポリエチレンテレフタレートからなることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な二輪車用タイヤ（以下、「タイヤ」という。）の幅方向右半断面を示した図である。
【００１７】
図１に示すタイヤ１は、ビードコア２を埋設した一対のビード部３、ビード部３からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部４および両サイドウォール部４間にまたがって延びるトレッド部５とにわたってトロイド状に延びるカーカス６を具え、トレッド部５に複数個のブロック７を区画形成し、ネガティブ率が７０〜８５％であり、タイヤ車輪の状態で形成される空洞内部に弾性発泡体８を充填してなる。
【００１８】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、カーカス６が、タイヤ赤道面ＣＬに対して３０〜５０°の角度で延びるコードをゴム被覆してなるプライであって、ビードコア２の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返される少なくとも１枚のアッププライ、図１では２枚のアッププライ９ａ、９ｂ、およびアッププライ９ａ、９ｂの外面を覆う少なくとも１枚のダウンプライ、図１では１枚のダウンプライ１０で構成され、カーカス６を構成するアッププライ９ａ、９ｂのうち、折返し端がタイヤ径方向で最も外側に位置する最幅アッププライ９ａの折返し端縁１１とリム径ライン位置１２の間をタイヤ径方向に沿って測定した距離ｈがタイヤ断面高さＳＨの３０〜７０％であり、カーカス６のクラウン部１３に、プライコードよりも低伸度のコードをゴム被覆してなる第１補強層１４および第２補強層１５を設け、第１補強層１４は、カーカス６の外周側に位置し、かつその両端縁位置１６を、それぞれ最幅アッププライ９ａの両折返し端位置１１と一致またはタイヤ断面高さＳＨの２０％以下のタイヤ径方向長さｄだけオーバーラップさせ、コードをタイヤ赤道面ＣＬに対して３５°以下の角度で延在させ、第２補強層１５は、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで略対称に配置され、かつタイヤ幅方向に沿って測定した幅ｗがトレッド幅ＴＷの３５〜５５％であり、コードをタイヤ赤道面ＣＬに対して２５°以下の角度で延在させることにある。
【００１９】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。トレッド部５に複数個のブロック７を区画形成する、いわゆるブロックパターンのタイヤにおいては、ブロック７が接地した際、トレッド部５にタイヤ径方向内側、すなわち弾性発泡体８を圧潰する方向への屈曲、いわゆる打突が発生する。長時間高速走行を続けると、この打突が原因で弾性発泡体８の特にタイヤクラウン部に過剰な熱が発生し、弾性発泡体が劣化または故障する傾向があった。
【００２０】
これを防止するには、図５に示すように、カーカス１０３のクラウン部１０６外周に、コードをタイヤ周方向に対し小さな角度（０°に近い角度）で配列した複数層のコードゴム被覆層１０７ａ、１０７ｂを、互いのコードがタイヤ赤道面ＣＬを挟んで交差するように積層したに交差ブレーカ１０８を配設し、外部からの衝撃をタイヤ周方向に分散させればよいが、かかるタイヤでは、交差ブレーカ１０８の配設されたトレッドセンター部と、交差ブレーカ１０８の配設されていないトレッドショルダー部との間に大きな剛性段差が生じる。一般に二輪車のコーナリングに当っては、タイヤにキャンバー角を付与して、トレッドショルダー部を接地させて走行を行うため、かかる剛性段差は、操縦安定性、特にタイヤ幅方向のグリップ力の不足によるコーナリング性の低下を招く原因となっていた。
【００２１】
そこで、発明者は、図１に示すように、打突のためトレッド部５がタイヤ径方向内側に屈曲する前に、衝撃をタイヤ周方向に有効に分散させ、弾性発泡体８の局部的な発熱を有効に抑制するため、カーカス６のクラウン部１３にタイヤ周方向に対し小さな角度で配列され、かつ、プライコードよりも低伸度のコードをゴム被覆してなる第１補強層１４および第２補強層１５を設ける構成を採用するとともに、かかる構成によって生じていた剛性段差を、第１補強層１４をサイドウォール部４にまで延長し、第１補強層端縁位置１６を最幅アッププライ９ａの折返し端縁１１と一致またはオーバーラップさせる構成とすることで、極力小さくでき、この結果として、耐久性と操縦安定性の双方を向上できることを見出しこの発明を完成させるに至ったのである。
【００２２】
なお、タイヤのネガティブ率は、７０％未満の場合には、溝部面積が小さくなりすぎ排土性の低下やブロックエッジの働きの抑制を招き軟質路面でのグリップ不足となるおそれがあり、８５％を超える場合には、陸部面積が小さくなりすぎブロック剛性の低下を招き硬質路面でのグリップ不足、耐久性不足および操縦安定性低下となるおそれがあるため、７０〜８５％とする。
【００２３】
カーカス６を構成するコードは、タイヤ赤道面ＣＬに対する延在角度が３０°未満の場合には、タイヤ幅方向の剛性低下により操縦安定性が低下し、５０°を超える場合には、タイヤ周方向の剛性低下によりトラクションが不足するため、３０〜５０°とする。
【００２４】
最幅アッププライ９ａの折返し端縁１１は、リム径ライン位置１２からタイヤ径方向に沿って測定した距離がタイヤ断面高さＳＨの３０％未満の場合には、ビード部周りの補強性が低下し耐久性不足となり、７０％を超える場合には、折返し端縁１１がトレッド部踏面下に位置して操縦安定性が低下するため、３０〜７０％とする。
【００２５】
第１補強層端縁位置１６と最幅アッププライ９ａの折返し端縁１１のオーバーラップ幅は、２０％を超えるとタイヤ径方向の剛性が過剰に高くなり、乗心地性を低下させてしまうため、２０％以下とする。
【００２６】
第１補強層１４および第２補強層１５のコードの延在角度の下限値は、複数個のセグメントで構成される割モールドで加硫を行う場合には、特に制限は無く、タイヤ赤道面ＣＬと平行でもよいが、フルモールドで加硫を行う場合には、加硫成形時の径拡張率の制約から、第２補強層１５ではタイヤ赤道面ＣＬに対して１５°とし、第２補強層１５よりも広幅である第１補強層１４では第２補強層１５の場合よりもやや大きくする必要があり、好ましくは２５°とする。
【００２７】
第１補強層１４および第２補強層１５のコードの延在角度の上限値は、第１補強層１４では、弾性発泡体８の保護効果とクラウン部１３における剛性段差解消の観点から３５°とし、第２補強層１５では、弾性発泡体８の保護効果の観点から２５°とする。
【００２８】
第２補強層１５は、タイヤ幅方向に沿って測定した幅がトレッド幅の３５％未満の場合には、トレッド部踏面のブロック７による弾性発泡体８の打突防止効果が不足し、５５％を超える場合には、トレッド部踏面の剛性が高くなり過ぎて操縦安定性が低下するため、３５〜５５％とする。
【００２９】
また、弾性発泡体８は、見かけ比重が０．１〜０．２であり、かつ反発弾性が５０〜８０％であることが好ましい。見かけ比重が０．１未満の場合には、弾性発泡体８に占める気泡の割合が大きすぎ荷重支持能力に劣るからであり、０．２を超える場合には、重量増および耐衝撃吸収性低下につながるからである。また、反発弾性が５０％未満の場合には、タイヤの剛性が低下しすぎて操縦安定性に欠けるからであり、８０％を超える場合には、タイヤの剛性が高すぎて乗心地性に劣るからである。
【００３０】
なお、弾性発泡体８の材料としては、上記の特性を有するものであれば特に限定されないが、例えば天然ゴム、またはスチレン−ブタジエンン共重合体、シス−１，４−ポリイソプレン、シス−１，４−ポリブタジエン等のジエン系合成ゴムを用いることができる。
【００３１】
また、第１補強層１４および第２補強層１５を構成するコードが非伸長性の芳香族ポリアミドまたはスチールからなることが好ましい。
【００３２】
さらに、第２補強層１５は、例えば図３に示すように、カーカス６と第１補強層１４との間、または、図示はしないが、カーカス６を構成するプライ９ａ、９ｂ、１０間に配設してもよいが、成型時の作業性の観点からは、図１に示すように、第２補強層１５が第１補強層１４のクラウン部１３外周側に位置することが好ましく、ブロック７による打突入力を抑制する、すなわちトレッド部踏面の曲げ剛性を向上させる観点からは、図２に示すように、第２補強層１５がカーカス６のクラウン部１３内周側に位置することが好ましい。
【００３３】
さらにまた、カーカス６を構成するコードがナイロンまたはポリエチレンテレフタレートからなることが好ましい。タイヤの耐久性、操縦安定性および乗心地性を高いレベルで同時に達成することができるからである。
【００３４】
加えて、カーカス６の構成は、サイドウォール部４の剛性の適正化と耐久性確保の観点からは、アッププライを２枚とすることが好ましく、トレッド部踏面からサイドウォール部にかけての剛性の適正化の観点からは、ダウンプライを１枚とすることが好ましく、不整地でのタイヤクッション性とトラクション性を両立する観点からは、バイアスカーカスとすることが好ましい。
【００３５】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３６】
例えば、第１補強層１４の端縁位置１６を最幅アッププライ９ａのタイヤ幅方向内側に配置してもよい。
【００３７】
【実施例】
次に、この発明に従う二輪車用タイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００３８】
実施例のタイヤは、図１に示す構造を持ち、タイヤサイズが１４０／９０−１８であり、最幅アッププライの折返し端縁とリム径ライン位置の間をタイヤ径方向に沿って測定した距離がタイヤ断面高さの６０％であり、第１補強層と最幅アッププライのオーバーラップ幅が１０ｍｍで、オーバーラップ量が１４％であり、第２補強層の幅が７０ｍｍであり、第１補強層および第２補強層を構成するコードの延在角度が、タイヤ赤道面に対してそれぞれ２５°および２０°であり、アッププライを構成するコードが１５００ｄ／２×２構造のポリエステルからなり、コードの打込み数が２２本／２５ｍｍであり、コードの延在角度がタイヤ赤道面に対して±３４°であり、ダウンプライを構成するコードが８４０ｄ／２×１構造のナイロンからなり、コードの打込み数が２５本／２５ｍｍであり、コードの延在角度がタイヤ赤道面に対して３４°であり、第１補強層および第２補強層を構成するコードが１５００ｄ／２×１構造の芳香族ポリアミドからなり、コードの打込み数が第１補強層で１８本／２５ｍｍ、第２補強層で２２本／２５ｍｍであり、タイヤ赤道面に対するコードの延在角度が、第１補強層で２５°、第２補強層で２０°であり、弾性発泡体として１４０／９０−１８サイズ用ブチルゴム発泡体を圧縮充填した二輪車用バイアスタイヤである。
【００３９】
比較のため、図４に示す、アッププライおよびダウンプライがそれぞれ２枚であり、補強層を設けないタイヤ（従来例１）、図５に示す、タイヤ幅方向に沿って測定した幅がそれぞれ７０ｍｍおよび６０ｍｍであり、コードの延在角度が赤道面ＣＬに対していずれも２０°であり、実施例と同じ材料からなる２層の補強層をタイヤクラウン部にのみ配設したタイヤ（従来例２）、および図６に示す、最幅アッププライの折返し端縁とリム径ライン位置の間をタイヤ径方向に沿って測定した距離がタイヤ断面高さの６０％であり、コードの延在角度が赤道面ＣＬに対していずれも２０°であり、実施例と同じ材料からなる２層の補強層を配設し、第１補強層の端縁と最幅アッププライの端縁とのタイヤ径方向距離が３０ｍｍ、すなわちタイヤ断面高さの２５％だけタイヤ径方向に離間しており、第２補強層のタイヤ幅方向に沿って測定した幅が７０ｍｍであるタイヤ（比較例）についても試作した。従来例１、２および比較例のタイヤは、アッププライおよびダウンプライを構成するコードが、いずれも実施例と同じ材料からなり、それらの延在角度も実施例と同じであり、いずれも弾性発泡体として１４０／９０−１８サイズ用ブチルゴム発泡体を圧縮充填した二輪車用バイアスタイヤである。
【００４０】
前記各供試タイヤについて、操縦安定性、剛性感および弾性発泡体の耐久性を評価した。操縦安定性および剛性感は、前記各供試タイヤを、サイズが２．５０×１８のリムに組み付けてタイヤ車輪とし、弾性発泡体を圧縮装着し（空気充填無し）、タイヤ荷重：１名乗車相当の荷重条件下で排気量６００ｃｃ超の二輪車に装着して不整地を走行し、プロのライダー２名によってフィーリング評価を行った。また、弾性発泡体の耐久性は、弾性発泡体を圧縮装着し（空気充填無し）、タイヤ荷重：１名乗車相当、走行速度１２０ｋｍ／ｈの条件下でドラム試験機上を６時間走行させた後、タイヤを解体し、弾性発泡体の故障の有無で評価した。その評価結果を表１に示す。なお、操縦安定性および剛性感は、従来例１の値を３点とした５点満点での指数比であり、数値の大きいほど操縦安定性および剛性感が優れている。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１に示す結果から、実施例のタイヤは、剛性感を損なうことなく、操縦安定性および弾性発泡体の耐久性のいずれもが優れていることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】
この発明により、弾性発泡体の耐久性と操縦安定性の双方に優れた二輪車用タイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う代表的な二輪車用タイヤの幅方向右半断面図である。
【図２】この発明に従う他の代表的な二輪車用タイヤの幅方向右半断面図である。
【図３】この発明に従う他の代表的な二輪車用タイヤの幅方向右半断面図である。
【図４】従来の二輪車用タイヤの幅方向右半断面図である。
【図５】従来の二輪車用タイヤの幅方向右半断面図である。
【図６】比較例の二輪車用タイヤの幅方向右半断面図である。
【符号の説明】
１タイヤ
２ビードコア
３ビード部
４サイドウォール部
５トレッド部
６カーカス
７ブロック
８弾性発泡体
９ａ、９ｂアッププライ
１０ダウンプライ
１１最幅アッププライ折返し端位置
１２リム径ライン位置
１３クラウン部
１４第１補強層
１５第２補強層
１６第１補強層端縁位置
ＣＬタイヤ赤道面
ＴＷトレッド幅
ＳＨタイヤ断面高さ

Claims

ビードコアを埋設した一対のビード部、ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部および両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部とにわたってトロイド状に延びるカーカスを具え、トレッド部に複数個のブロックを区画形成し、ネガティブ率が７０〜８５％であり、タイヤ車輪の状態で形成される空洞内部に弾性発泡体を充填してなる二輪車用タイヤにおいて、
カーカスは、タイヤ赤道面に対して３０〜５０°の角度で延びるコードをゴム被覆してなるプライであって、ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返される少なくとも１枚のアッププライ、およびアッププライの外面を覆う少なくとも１枚のダウンプライで構成され、カーカスを構成するアッププライのうち、折返し端がタイヤ径方向で最も外側に位置する最幅アッププライの折返し端縁とリム径ライン位置の間をタイヤ径方向に沿って測定した距離がタイヤ断面高さの３０〜７０％であり、
カーカスのクラウン部に、プライコードよりも低伸度のコードをゴム被覆してなる第１補強層および第２補強層を設け、
第１補強層は、カーカスの外周側に位置し、かつその両端縁位置を、それぞれ最幅アッププライの両折返し端位置と一致またはタイヤ断面高さの２０％以下のタイヤ径方向長さだけオーバーラップさせ、コードをタイヤ赤道面に対して３５°以下の角度で延在させ、
第２補強層は、タイヤ赤道面を挟んで略対称に配置され、かつタイヤ幅方向に沿って測定した幅がトレッド幅の３５〜５５％であり、コードをタイヤ赤道面に対して２５°以下の角度で延在させることを特徴とする二輪車用タイヤ。
弾性発泡体の見かけ比重が０．１〜０．２であり、かつ反発弾性が５０〜８０％である請求項１記載の二輪車用タイヤ。
第１補強層および第２補強層を構成するコードが芳香族ポリアミドまたはスチールからなる請求項１または２記載の二輪車用タイヤ。
第２補強層が第１補強層のクラウン部外周側に位置する請求項１〜３のいずれか一項記載の二輪車用タイヤ。
第２補強層がカーカスのクラウン部内周側に位置する請求項１〜３のいずれか一項記載の二輪車用タイヤ。
カーカスを構成するコードがナイロンまたはポリエチレンテレフタレートからなる請求項１〜５のいずれか一項記載の二輪車用タイヤ。